1  引言
    熔窯中進(jìn)行著復(fù)雜的高溫物理化學(xué)變化過程，完成著從配合料到合格玻璃液的熔制過程。因?yàn)楦邷?，人們無法直接觀測到玻璃液內(nèi)部的流動狀況，無法測定玻璃液內(nèi)部的溫度分布和流動速度分布，因而無法了解澄清惡化，夾雜物產(chǎn)生，大量波筋以及析晶等熔制故障是如何產(chǎn)生的。運(yùn)行中的玻璃熔窯猶如鮮活的人體，熔窯內(nèi)玻璃液熔制工況出了毛病，也需要有熔窯醫(yī)生進(jìn)行診斷，通過望、聞、問、診，采用診斷工具類似X照片，CT掃描等方法，找到熔窯工況毛病所在，才能確定改善熔窯的技術(shù)措施，達(dá)到治病救窯的目的。有哪些方法可以用來診斷熔制故障呢？經(jīng)過工程技術(shù)人員和研究人員多年的努力，主要發(fā)展了如下三種方法用于玻璃熔窯的診斷和偵測。

　　2  熱工實(shí)測
    在實(shí)測方法中，比較成熟的是玻璃熔窯的全窯熱工測定和熱平衡計算。該項(xiàng)測量任務(wù)有如醫(yī)院進(jìn)行的身體一體體檢。在溫度測量項(xiàng)目中，可以測量熔窯表面各處的溫度，借以判定散熱強(qiáng)度大小，測量數(shù)據(jù)不但可以提供窯爐節(jié)能依據(jù)，也可以間接判斷熔窯內(nèi)部玻璃液流動形態(tài)工況。一體的熱工標(biāo)定可由中國國 際玻璃工程有限公司下屬的測試中心來完成。下面是間接判斷熔窯內(nèi)部玻璃液流動形態(tài)工況的表面溫度測試診斷實(shí)例之一。同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院楊志強(qiáng)等人為昆明玻璃股份有限公司的日產(chǎn)450噸浮法玻璃熔窯夾雜物熔制工藝問題所作的診斷研究中，采用了池底外表面溫度分布的測量方法，通過外表面溫度分布可以間接推測池底玻璃液的溫度分布，進(jìn)而判斷內(nèi)部玻璃液兩個對流環(huán)流的底部平衡點(diǎn)位置，為熔制工藝問題診斷提供了有力的一手?jǐn)?shù)據(jù)支持；實(shí)踐證明這是一個很好的方法。

　　熔窯玻璃液停產(chǎn)卸空后，求證玻璃液流的流動形態(tài)還可以通過觀察在玻璃熔窯底部以及池壁耐火材料上的玻璃液沖刷痕跡，判斷該熔窯在運(yùn)行過程中玻璃液流形態(tài)的大致情況，為分析和制訂熔窯進(jìn)一步改進(jìn)方向提供依據(jù)。同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院在浮法玻璃熔窯工藝診斷中使用了這種方法，用以證明數(shù)值模擬和物理模擬與實(shí)際熔窯工況的一致性，強(qiáng)化了對熔窯內(nèi)玻璃液流動規(guī)律的認(rèn)知。

　　 實(shí)際熔窯玻璃液流中玻璃液質(zhì)點(diǎn)的流動軌跡可以通過同位素追蹤方法來確定。首先在配合料中投入同位素質(zhì)點(diǎn)，在熔窯周圍布置檢驗(yàn)裝置來定位同位素質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動過程，跟進(jìn)同位素質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡。這種方法技術(shù)要求高，實(shí)現(xiàn)困難，實(shí)際工程中很少采用。另外一種方法是造影法，在投料中脈沖法加入造影劑，在玻璃窯池壁一側(cè)設(shè)有伽瑪射線發(fā)射裝置，另一側(cè)設(shè)有同步接受裝置，兩側(cè)同步掃描玻璃熔窯的玻璃液，由于造影元素的吸收伽瑪射線能力很強(qiáng)，因此可以獲得熔窯二維電子圖像，通過影像分析得到玻璃液中的換料動態(tài)濃度分布信息。

　　 如果使用紅外攝像機(jī)來拍攝熔窯大碹的外表面溫度分布，也可以通過紅外圖像分析得到大碹溫度分布特征，進(jìn)而判斷內(nèi)部工藝狀況是否合理。該技術(shù)是實(shí)用可行的測試技術(shù)之一，紅外圖像還可以用來支持驗(yàn)證數(shù)值模擬獲得的大碹外表面溫度分布計算結(jié)果。

　　實(shí)際操作中，可以通過不同部位觀察孔用光學(xué)高溫計測量熔窯內(nèi)部指定點(diǎn)溫度，間接獲得大型浮法玻璃熔窯中玻璃熔制工況的信息。使用這種方法有時可以獲得較好的效果。

　　3  物理模擬
    由于實(shí)際測量的困難以及獲得信息的有限性，大多數(shù)情況下，實(shí)際測量數(shù)據(jù)還不足以用來診斷玻璃熔窯熔制工況，不足以用來確診問題所在并為熔窯改造提供依據(jù)。除了對正在運(yùn)行的熔窯進(jìn)行診斷分析，有時還要對新窯型以及熔窯技術(shù)改造新方案進(jìn)行論證，物理模擬和數(shù)值模擬方法將是另外兩個十分有效的方法。

　　物理模擬方法是再現(xiàn)玻璃熔窯中玻璃液流動工況的有效方法之一。在流體力學(xué)領(lǐng)域大量使用模型實(shí)驗(yàn)來研究工程問題。例如研究飛機(jī)飛行中的浮力和阻力等動力學(xué)數(shù)據(jù)，不可能在天空上直接測量，只能采用相對運(yùn)動原理，通過模型試驗(yàn)測試飛行中空氣動力學(xué)數(shù)據(jù)并進(jìn)行改進(jìn)工作；研究水利工程中大壩和水與泥沙的相互作用，模型試驗(yàn)也是非常有力的工具。熔窯中玻璃液流運(yùn)動規(guī)律也可以通過模擬試驗(yàn)的方法來進(jìn)行研究。

　　物理模擬以流體力學(xué)的相似定律為指導(dǎo)，建立對應(yīng)熔窯玻璃液的模擬液